過渡流態(tài)方腔自然對流傳熱穩(wěn)定性分析.pdf

1、過渡流態(tài)流動換熱普遍存在于實際的傳熱過程中，如航空航天系統(tǒng)的換熱器，高壓交流電系統(tǒng)換熱，甚至血液流經(jīng)大動脈有時也是過渡流態(tài)。過渡流態(tài)范圍相對而言比較窄，流動及換熱具有較強的不穩(wěn)定性，尾流會出現(xiàn)周期性的振蕩，振幅和頻率的不斷變化對流動換熱特性具有很大影響?，F(xiàn)階段對于過渡流的研究，大部分集中在對其渦結(jié)構(gòu)的動力學(xué)特征上，而對于過渡流態(tài)下的流動換熱問題還缺乏系統(tǒng)的研究。對于參與性介質(zhì)過渡流態(tài)下的對流-輻射耦合傳熱問題還鮮有相關(guān)的研究。
　

2、　本文分別采用多松弛格子Boltzmann方法（MRT-LBM）和格子Boltzmann無網(wǎng)格多尺度混合算法（LB-DCM）對過渡流態(tài)自然對流傳熱以及過渡流態(tài)對流-輻射耦合傳熱的穩(wěn)定性問題進行了數(shù)值研究。詳細(xì)探討了瑞利數(shù)Ra、普朗特數(shù)Pr、特征幾何參數(shù)A以及內(nèi)熱源位置對自然對流傳熱穩(wěn)定性的影響，并給出了不同條件下過渡流區(qū)域的變化圖。同時，分析了特殊條件下系統(tǒng)的靜態(tài)分岔和動態(tài)分岔現(xiàn)象，及其對過渡流態(tài)對流換熱穩(wěn)定性的影響。給出了過渡區(qū)域的臨

3、界普朗特數(shù)Prc曲線圖以及系統(tǒng)發(fā)生叉型分岔的臨界瑞利數(shù)Rac。當(dāng)PrRac時，系統(tǒng)將存在兩個穩(wěn)定的耗散結(jié)構(gòu)，且在相應(yīng)的過渡區(qū)域內(nèi)存在不同的換熱過程。最后，對過渡流態(tài)對流-輻射耦合傳熱過程的穩(wěn)定性進行了分析，重點研究了對流輻射參數(shù)Rc以及光學(xué)厚度τ對其的影響。結(jié)果表明，輻射效應(yīng)使得過渡區(qū)域增大，系統(tǒng)更易處于周期性的振蕩狀態(tài)，同時使得換熱強度